1 前言

在工業上有用電、油、氣體或煤等作為燃料的各種冶金用加熱爐。目前，普遍的鋁合金棒加熱爐在一般情況下，其熱耗在1000kJ/kg以上，熱效率較低，一般在30%~45%之間。能耗大，能源利用率低，這在一定程度上增加了產品的生產成本，消弱了企業的競爭力。因此，采用先進的加熱技術設備和設法提高能源的利用率，對每一個工業企業來說都是十分重要的。

對鋁合金大錠長棒進行擠壓之前的加熱爐加熱的能源消耗有多大？特定爐型的熱效率狀況如何？是否具有先進性和節能潛力可挖，對其進行技術革新改造應從何著手？針對這些問題，我們對一臺引進技術設備，爐體外形尺寸約為11300×1400×1480㎜，采用液化石油氣作燃料的Φ320㎜鋁合金棒加熱爐進行了能源利用狀況測試試驗。測試結果表明，對該類爐型進行進一步的節能技術改造具有重要的指導意義。
 

2 測試條件

2.1 測試儀器與設備

試驗中采用的主要儀器設備有擠壓機用的鋁合金棒加熱爐、標準畢托管、燃燒效率測試儀、U型壓力計、電平衡測試儀、紅外測溫儀等。測試儀器設備全部經國家法定計量部門檢定并在有效期內。

2.2 測試過程

本次測試試驗以一次進出料周期作為計算依據。試驗中所用的產品為Φ320㎜鋁合金圓鑄棒，鋁合金棒進爐時的溫度為21℃，每小時進爐的鋁合金重量為2358.8㎏，鋁合金棒進入加熱爐后，采用液化石油氣作燃料對其進行加熱，經過一個小時的加熱后，鋁合金棒出爐，出爐時的溫度為511℃，產品出爐后物理顯熱為1036.56MJ,鋁合金棒出爐溫度的比熱為0.895kJ/kg?℃。

3 測試結果

3.1 加熱爐的熱平衡與計算

鋁合金棒加熱爐的熱平衡試驗結果如表1和表2所示。

表1 鋁合金棒加熱爐的熱平衡計算結果

表2 熱平衡

鋁合金棒加熱爐的熱效率和能源單耗的測試結果如表3所示。

表3 熱效率和能源單耗的測試結果

4 討論與結論

4.1 討論

4.1.1 影響加熱爐能源利用率的原因分析

影響加熱爐能源利用率的原因主要有以下幾點：

（1）爐子的排煙物理熱沒有得到充分利用，熱損失較大，導致能源利用率下降；

（2）爐子自身結構問題，因為爐子的側壁設置有數個燃氣供氣孔，啟閉時，或多或少會有熱能的散失或冷空氣進入爐內消耗熱能；

（3）爐體的頭部和尾部的密封保溫性能不太好，有一定的散熱損失；

（4）燃料的燃燒不夠完全等。

本試驗使用的擠壓機用鋁合金大錠長棒加熱爐，其爐子自身結構比較合理，爐體保溫性能亦較好，測試表明，燃料液化氣的燃燒也比較完全，故爐子的熱效率是屬于比較高的，達到了51.93%，總的產品燃氣單耗為0.0079m3/kg，熱耗為845.33kJ/kg，這些測試數據表明，這種加熱爐在節能技術上具有較高的技術水平。

4.1.2 爐子的熱損失

測試數據中，表2 的結果表明，在熱支出中，外排煙氣帶走的物理熱達36.92%,是本試驗加熱爐的主要熱損失。其原因是輸入燃燒用的空氣系數偏大，達2.92。為降低這一熱量損失可調節燃燒空氣系數至1.60以下為宜，同時也可采取再增設一組換熱器來利用排煙帶出的余熱，用于對鋁合金棒進行預熱，使鋁合金棒入爐前的溫度升至100~200℃,提高能源利用效率。經計算，這樣可以節省加熱用燃料消耗15%左右，進一步實現節能和降低成本的目的。

4.2 結論

扼要介紹了考邁托?戴維信鋁棒加熱爐的能源利用情況。測試結果表明，采用液化石油氣作燃料的鋁合金棒加熱爐的熱耗為845.33kJ/kg，熱效率為51.93%，爐體散熱損失較低，僅占7.13%，有利節能降耗。測試發現經排煙換熱器之后煙氣帶走的熱量存在挖潛利用空間。測試得知進入燃燒的空氣系數偏大達2.92，可調節空氣系數至1.60以下，具有較大的節能潛力。

（1）本試驗的考邁托?戴維信的鋁合金棒加熱爐的熱效率為51.93%，加熱產品燃氣的單耗為0.0097m3/kg，熱耗為845.33kJ/kg，能源的利用率較高。

（2）考邁托?戴維信的鋁合金棒加熱爐的主要熱損失為排煙物理熱損失，如果采用有效措施加以利用，可使加熱爐的能耗進一步降低，生產成本的下降仍有潛力。